Файл: Микроминиатюризация высокочастотных радиоустройств..pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 30.10.2024

Просмотров: 47

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

сопротивления, обусловленного ооботвенной емкостью, на высоких частотах приближается к активному. В этом случае наивысшая частота, до которой полное сопротивление практи­

чески равно R0 , определяется выражением:

/ < Â L J-MOKC " £ С ' .

Одним' из наиболее часто употребляемых материалов для

получения пленочных резисторов является сплав нихром. В

связи со сложностью определения составляющих полного сопро­ тивления пленочного резистора были экспериментально иссле­ дованы зависимости изменения активного сопротивления пле­ ночных резисторов от частоты, материалом резистивной пленки

которых служил нихром. Удельное сопротивление пленки

J)0 = 804-100 Om/q . При напылении резисторов выдерживался

рекомендованный технологический режим, что обеспечивало однородность структуры пленок в исследованных образцах пленоч­ ных резисторов. Резисторы напылялись на подложку из стекла марки C - 4 I - I . Сопротивление резисторов на постоянном токе R0

измерялось с помощью цифрового вольтомметра BK7-I0A. Данные сопротивлений каждого образца резистора на постоянном токе приведены в таб л .1 .2 .

Три резистора (4 , 8 , 12) имели форму меандра, остальные

прямоугольной формы. Зависимость изменения отношения -4 -

г<о

от

частоты для пленочных резисторов из нихрома

изображена

на

р и с .I .15 . Измерения проводились с помощью генератора

Г4-14А, измерительной линии Ж -3 и селективного усилителя

Х 4 -4 . Для сравнения на рисунке приведены также

характеристи-

29

Р и с .I . 15 . Зависимость сопротивления

резисторов

из нихрома от частоты у

0

30

№.

I

2

3

 

4

 

5

Таблица

1 .2

 

обра­

 

 

6 .

7

 

зца

836

1169

1348

 

7887

144

186

1150

 

Ro

, ом

 

 

№

8

9

10

 

I I

12

13

14

15

обра­

 

зца

7439

667

286

 

99

2384

3105

515

102

Ro

.Ом

 

ки резисторов

типа

ОШГГ 0 ,5

Вт (штрих-пунктирные линии ) .

с

Измерение величины

-ц-

для этих резисторов проводилось

применением тех же приборов,

которые

использовались при изме-

рении пленочных резисторов.»

 

 

частотных зависимостей

 

 

Были проведены также исследования

пленочных резисторов на основе сплава МЛТ-ЗМ. При сравнении экспериментальных данных для резисторов из пленок нихрома и сплава МЛТ на р и с .I .16 видно, что у последних менее выражена частотная зависимость. На основании этого пленочные резисто­ ры из сплава МЛТ-ЗМ можно рекомендовать для использования на более высоких частотах, чем нихромовые.

На р и с.1 .1 7 приведены результаты исследования частотных свойств тонких резистивных пленок из тантала.. Полученные ре­ зультаты позволяют утверждать, что танталовые резисторы явля­ ются более высокочастотными, чем резисторы из нихрома и сплава МЛТ-ЗМ.

Изменение сопротивления пленочных резисторов при измене­ нии частоты, по-видимому,объясняется структурными особенно­ стями пленок металлов и сплавов. МЛТ и нихромовые пленки

31

и з-за многофазности можно рассматривать

как

совокупность зерен

и прослоек, с ростом частоты уменьшение

 

объясняется

влия­

нием внутренних емкостей между частицами или агрегатами

про­

водника, при этом растет емкостная составляющая тока, шунтиру­ ется активное сопротивление. В танталовых резисторах этот

32

150

200

250

300

350 ^ыГц

Р и с .I .

17. Зависимость

сопротивления

пленочных

 

резисторов

из тантала от частоты.

эффект несколько ослаблен.

В результате проведенных исследований установлено

следующее.

1 . У низкоомных пленочных резисторов величина активного

сопротивления слабо, изменяется в диапазоне частот 170-395 МГр,

что качественно подтверждает правомерность проведенного, тео­ ретического анализа.

2 . С увеличением сопротивления пленочных резисторов

наблюдается более резкое изменение отношения

/(у

с возра­

станием частоты.

- jj r

 

 

0 ,2 f0 ,3 кОм)

3 . Для высокоомных пленочных резисторов (

 

прямоугольной формы до частот 250 Mfn наблюдается

постоянство

 

 

33

отношения

R i

. а с дальнейшим увеличением частоты - умень-

-ко

 

p-

 

шение этого отношения. Причем уменьшение проявляется тем

резче, чем больше величина сопротивления.

4 . Для высокоомных пленочных резисторов, имеющих форму

меандра, собственная емкость увеличивается за счёт паразитной

емкости между сторонами

звеньев

меандра, что приводит к резко-

му уменьшению отношения

R/

с

увеличением частоты.

 

5 . Наилучшими частотными свойствами обладают пленочные

резисторы прямоугольной формы,

имеющие

Ra

, не превышающее

3

кОм.

Сравнение частотных характеристик пленочных резисторов

из

6 .

нихрома и резисторов

ОШГГ 0 ,5 Вт показывает, что полное

сопротивление последних с повышением частоты уменьшается

заметно

резче, чем пленочных.

 

 

 

 

не ограничивает

 

7 .

Установлено, что

в е л и ч и н а е щ е

область использования пленочных резисторов

в гибридных микро- •

схемах

в противоположность, например, пленочным аттенюаторам.

В ВЧ гибридных пленочных микросхемах

/можно использовать пле­

ночные резисторы и на частотах

выше

м ***,

если модуль их ■

 

 

 

 

 

 

 

сопротивления значительно превышает (для высокоомных резисто­ ров) модуль входного и выходного сопротивлений каскадов или нагрузки.

34

b . РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ПЛЕНОЧНЫХ И ПРОВОЛОЧНЫХ ЖШАТіиРНЫХ КАТУШЕК ШЖКТИВНОСГИ

В литературе известно много эмпирических соотношений и различного вида номограмм [1 .2 , 1 .3 , 1.4] для расчёта вели­

чины индуктивности спиральных объемных и пленочных катушек индуктивности. Однако расчёты пленочных катушек индуктивно­

сти

по формулам,

приведенным в перечисленных источниках,

дают весьма приближенные значения.

 

 

 

 

 

 

В общем случае [1.5]

 

+ а

 

 

 

 

 

 

где

 

 

-

 

L/v

- jV L t

 

 

L

 

r

 

 

 

Л І

l ,

индуктивность первого

витка;

 

 

 

 

 

оіщ-

поправка на геометрий витков;

 

 

 

У

-

количество

витков.

 

геометрию витков,

используя

Найдем поправку

a

L oSuj,

на

 

выражение,

приведенное в

[1.5]

для ленточной

катушки с конеч­

ными размерами.

Сделав необходимые преобразования,

получаем:

где

 

 

-

„ L/

 

2/*f

■./

 

^

п Р + В

 

 

 

 

аДщ - /'+ у й г

 

 

J 7 T

’

 

 

 

 

 

 

 

* • /*

-П

 

 

jU j, у 2.

магнитные проницаемости двух сред, на границе

 

 

Д

 

 

 

 

 

 

 

<£*

 

 

 

 

 

р

-

раздела которых помещена катушка;

 

 

 

в

шаг витков пленочной спиральной катушки;

 

 

 

- ширина витков спирали;

 

 

 

 

 

 

h

-

 

г

-

-.Р-9Л.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

толщина пленки;

 

 

 

 

 

 

 

 

,

Dcp- средний .диаметр катушки.

Поправкой на взаимоиндуктивность витков е значении можно пренебречь, т .к . она обычно более чем на порядок меньше

35

поправки на геометрию витка.

При принятом допущении для пленочной спиральной катушки,

содержащей

Ь/

витков,

получаем следующую общую расчётную

формулу [1 .8 ];

г _

 

>

где

 

2!*<Р*г

Г.

Из полученного выражения видно, что величина индуктивности

спиральной пленочной катушки зависит от частоты и>0 .

В [ 1 .5 ], исходя из уравнений электродинамики,-выведена

формула для расчёта величины индуктивности пленочной катуш­ ки с прямоугольным контуром;

L = 0,0921Ыг [(S, - Sz)fy

 

 

- S f % (S t + f ) - S z 2g(Sz * 0 +

+ 0,004 N z(2g +

+ Q,447A/p)-0,04($,*S2)(A*8),

где S,,SZ -

размеры контура

первого витка, см;

 

-ß

-

коэффициенты.

 

 

А, В

 

 

 

 

 

 

При

Р

=

I

коэффициент А = 0,557;

—

при

 

=

2

коэффициент А

= -0 ,1 3 6 .

Значение

коэффициента

В

приведено в т а б л .1 .3 .

кольца крутлого

формула .для определения индуктивности

сечёйия

на любой частоте:

 

 

 

L ~ / i0R(Ъ j r - 2

* J r j ,

Смотрите также файлы